[发明专利]用于孔加工刀具导向块硬质合金材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种硬质合金材料及其制备方法，该材料粘结相Co含量5wt.％‑15wt.％，四元固溶体(W，Ti，Ta，Nb)C含量为12wt.％‑25wt.％，其余为WC。还公开了该硬质合金材料用于深孔加工刀具导向块的用途以及带有由该硬质合金材料制备的导向块的孔加工刀具。本发明的硬质合金材料能够充分发挥Ti以及Ta的优良性能，提高合金的硬度，并加强合金的耐磨性，能够改善合金的烧结性能；其材质硬度为92HRA左右，强度为2000Mpa以上，具有高的红硬性和耐磨性。

技术领域

本发明涉及一种用于制备硬质合金刀具基体材料及其制备方法，还涉及带有由该材料制备的导向块的孔加工刀具，属于金属材料切屑加工刀具领域。

背景技术

随着机械工业的发展和市场对机械零件的多样性需求，作为装备制造技术中的一个重要分支，深孔加工技术面临着多品种、小批量、新型材料及越来越高的精度要求的挑战。

同时，深孔加工的特殊性也形成了加工过程中的难题：排屑难、冷却及润滑难、工具系统刚度低、刀具的自导向差。这些问题长期困扰着深孔加工的行业，极大地限制了深孔加工的工艺范围、加工效率以及加工质量，也限制了深孔加工技术向其他领域拓展的能力。特别是现有的深孔加工质量难以满足新产品的要求，成为制约整个机械加工技术发展的重大障碍。在制造行业中，几乎过半行业都对深孔加工有着直接的需求，深孔质量的好坏直接影响到机械产品的质量，因此开展寻求提高深孔加工质量的有效措施的研究已经成为当务之急。

而深孔加工刀具是影响深孔加工质量好坏的重要因素之一，内排屑深孔钻是在封闭或半封闭的状况下进行的，导致切削热不易传散，工艺系统刚性差，钻屑中产生切屑不断或者排屑不畅，常常引起崩刃或扭断钻杆的事故，冷却液进不到切削区时，造成刀具温度急剧上升，加速刀具的磨损。当钻孔的深度不断增加后，刀具悬伸量增大，工艺系统的刚性也随之降低。这些都对刀具材料提出了特别的要求。

导向块为了深孔加工切削平稳和加工偏移量小而配备，具有支撑、稳定与挤压作用，使得钻头具有了自导向的作用，是维持切削过程稳定性、保证深孔直线度的重要部分。切削过程中受到正压力、摩擦力，随着切削温度的升高，摩擦急剧引起磨料磨损、扩散磨损和氧化磨损。这就要求刀具材料能够在高温的条件下保持良好的硬度以及耐磨性。

目前常用的导向块材质有：YT15、YG8，这些材料在使用过程中存在脆性变大或磨损过快，导致加工过程中孔精度及尺寸达不到要求，这急需要开发性能更好的材质来满足深孔加工刀具更高层次的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于制备深孔加工刀具导向块的硬质合金材料，该材料具有高温红硬性好、耐磨性高的优点。

因此，本发明一方面是提供一种硬质合金材料，其特征在于，该材料的粘结相Co含量5wt.％-15wt.％，四元固溶体(W，Ti，Ta，Nb)C含量为12wt.％-25wt.％，其余为WC。

本发明另一方面是提供上述硬质合金材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

1)、将WC、四元固溶体(W，Ti，Ta，Nb)C以及Co混合；

2)、加入湿磨介质和磨料，进行球磨，然后掺蜡混合；

3)、干燥制粒，然后压成刀片毛坯，经烧结制得所述硬质合金材料。

本发明还提供上述硬质合金材料用于深孔加工刀具导向块的用途，以及带有由该材料制备的导向块的孔加工刀具。

本发明所具有的有益效果包括：